基于NGN網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音質(zhì)量測(cè)量的探討

楊宗林　張治中　唐希熙 2007/07/03

　　摘要　基于IP承載網(wǎng)絡(luò)和軟交換技術(shù)的下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）有著很大的發(fā)展趨勢(shì)，NGN網(wǎng)絡(luò)的基本業(yè)務(wù)是語(yǔ)音業(yè)務(wù)，影響語(yǔ)音質(zhì)量的因素是由多個(gè)方面決定的，主要包括時(shí)延、丟包、抖動(dòng)等。語(yǔ)音質(zhì)量的好壞直接影響用戶對(duì)運(yùn)營(yíng)商的選擇，因此對(duì)NGN網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行有效的分析和測(cè)量是十分重要的。
1、引言
　　隨著IP網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用的迅猛發(fā)展，NGN網(wǎng)絡(luò)已被廣泛認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)合一的大勢(shì)所趨。NGN網(wǎng)絡(luò)可以提供包括話音、數(shù)據(jù)和多媒體等各種業(yè)務(wù)的綜合的、開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。語(yǔ)音質(zhì)量測(cè)試是NGN網(wǎng)絡(luò)測(cè)試的一個(gè)重要方面，為了增強(qiáng)NGN業(yè)務(wù)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，就必須確保其語(yǔ)音業(yè)務(wù)能達(dá)到傳統(tǒng)長(zhǎng)途電話所提供的語(yǔ)音質(zhì)量。根據(jù)電信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量（QoS）的要求，對(duì)NGN網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音數(shù)據(jù)和服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行分析和測(cè)量是十分必要的。下面主要圍繞著RTP協(xié)議和中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)公司在語(yǔ)音質(zhì)量測(cè)試方面的主要規(guī)范對(duì)NGN網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音質(zhì)量測(cè)量進(jìn)行分析和探討。
2、NGN網(wǎng)絡(luò)中語(yǔ)音數(shù)據(jù)的傳輸流程
　　VoIP（Voice over IP）業(yè)務(wù)是NGN網(wǎng)絡(luò)中最普遍的應(yīng)用，它是以IP分組交換網(wǎng)絡(luò)為傳輸平臺(tái)，對(duì)模擬的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行壓縮、打包等一系列的特殊處理[1]。在NGN網(wǎng)絡(luò)中VoIP業(yè)務(wù)是以RTP數(shù)據(jù)流的方式進(jìn)行傳輸?shù)模�因此NGN網(wǎng)絡(luò)的語(yǔ)音服務(wù)質(zhì)量測(cè)試主要是針對(duì)RTP業(yè)務(wù)流進(jìn)行端到端的QoS性能測(cè)試的。RTP由兩個(gè)緊密鏈接部分組成。
　　（1）實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議（RTP，Real-time Transport Protocol）。RTP傳送具有實(shí)時(shí)屬性的數(shù)據(jù)，本身不提供任何保證實(shí)時(shí)傳送數(shù)據(jù)和服務(wù)質(zhì)量的能力，而是通過(guò)提供凈荷類型指示、序列號(hào)、時(shí)間戳、同步源標(biāo)識(shí)符等信息，在接收端根據(jù)這些信息來(lái)重新恢復(fù)正確的數(shù)據(jù)。RTP本身只保證實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳輸，并不能為按順序傳送數(shù)據(jù)包提供可靠的傳送機(jī)制，也不提供流量控制或擁塞控制，它依靠RTCP提供這些服務(wù)。
　　（2）實(shí)施傳輸控制協(xié)議（RTCP，Real-time Control Protocol）。RTCP協(xié)議是RTP協(xié)議的控制部分，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸質(zhì)量，為系統(tǒng)提供擁塞控制和流控制，同時(shí)可以在會(huì)議業(yè)務(wù)中傳送與會(huì)者的信息。在RTP會(huì)話期間，各參與者周期性地傳送RTCP包，包中含有已發(fā)送的數(shù)據(jù)包的數(shù)量、丟失的數(shù)據(jù)包的數(shù)量等統(tǒng)計(jì)資料，因此，服務(wù)器可以利用這些信息動(dòng)態(tài)地改變傳輸速率，甚至改變有效載荷類型。
RTP包頭格式如圖1所示。

圖1　RTP包頭格式

圖5　用戶滿意度等級(jí)與R值和MOS值的范圍對(duì)應(yīng)表

　　對(duì)實(shí)時(shí)的語(yǔ)音和視頻業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)端到端的時(shí)延最為關(guān)鍵，從仿真結(jié)果圖6和圖7可以看出時(shí)延對(duì)R系數(shù)和MOS值的影響：隨著時(shí)延的增加，R系數(shù)和MOS值都降低，即語(yǔ)音質(zhì)量變差。當(dāng)時(shí)延大于150ms時(shí)，語(yǔ)音質(zhì)量下降的比較厲害。